p Escrevendo na revista NanoResearch, uma equipe da Universidade de Massachusetts Amherst relata esta semana que desenvolveram sensores bioeletrônicos de amônia gasosa que estão entre os mais sensíveis já feitos. p O sensor usa nanofios de proteína condutores de carga elétrica derivados da bactéria Geobacter para fornecer biomateriais para dispositivos elétricos. Mais de 30 anos atrás, o autor sênior e microbiologista Derek Lovley descobriu o Geobacter na lama do rio. Os micróbios desenvolvem filamentos de proteínas semelhantes a cabelos que funcionam como "fios" em nanoescala para transferir cargas para sua nutrição e para se comunicar com outras bactérias.

p Primeiro autor e estudante de doutorado em engenharia biomédica Alexander Smith, com seu conselheiro Jun Yao e Lovley, dizem que projetaram este primeiro sensor para medir amônia porque esse gás é importante para a agricultura, o meio ambiente e a biomedicina. Por exemplo, em humanos, amônia na respiração pode sinalizar doença, enquanto na avicultura, o gás deve ser monitorado e controlado de perto para a saúde e conforto das aves e para evitar desequilíbrios alimentares e perdas de produção.

p Yao diz, "Este sensor permite que você faça uma detecção de alta precisão; é muito melhor do que os sensores eletrônicos anteriores." Smith acrescenta:"Cada vez que faço uma nova experiência, Estou agradavelmente surpreso. Não esperávamos que funcionassem tão bem. Eu realmente acho que eles poderiam ter um impacto realmente positivo no mundo. "

p Smith diz que os sensores eletrônicos existentes muitas vezes têm sensibilidade limitada ou baixa, e estão sujeitos à interferência de outros gases. Além de função superior e baixo custo, ele adiciona, "nossos sensores são biodegradáveis, portanto não produzem lixo eletrônico, e são produzidos de forma sustentável por bactérias usando matérias-primas renováveis ​​sem a necessidade de produtos químicos tóxicos. "

p Smith conduziu os experimentos nos últimos 18 meses como parte de seu doutorado. trabalhar. Era sabido pelos estudos anteriores de Lovley que a condutividade dos nanofios de proteína mudava em resposta ao pH - o nível de ácido ou base - da solução em torno dos nanofios de proteína. Isso levou os pesquisadores a testar a ideia de que eles poderiam ser altamente responsivos à ligação de moléculas para biossensor. "Se você os expõe a um produto químico, as propriedades mudam e você pode medir a resposta, "Notas de Smith.

p Quando ele expôs os nanofios à amônia, "a resposta foi realmente notável e significativa, "Smith diz." Logo no início, descobrimos que poderíamos ajustar os sensores de uma forma que mostre essa resposta significativa. Eles são realmente sensíveis à amônia e muito menos a outros compostos, portanto, os sensores podem ser muito específicos. "

p Lovley acrescenta, que os nanofios "muito estáveis" duram muito tempo, o sensor funciona de forma consistente e robusta após meses de uso, e funcionam tão bem "é notável."

p Yao diz, "Esses nanofios de proteína sempre me surpreenderam. Esse novo uso está em uma área completamente diferente daquela em que havíamos trabalhado antes." Anteriormente, a equipe relatou o uso de nanofios de proteína para coletar energia da umidade e aplicá-los como memristores para computação biológica.

p Smith, que se autodenomina "empreendedor, "ganhou o primeiro lugar no Desafio de Inovação 2018 da UMass Amherst para o plano de negócios de inicialização da empresa que formou com Yao e Lovley, e-Biologics. Os pesquisadores seguiram com um pedido de patente, angariação de fundos, desenvolvimento de negócios e planos de pesquisa e desenvolvimento.

p Lovley diz, "Este trabalho é a primeira prova de conceito para o sensor de nanofios. Assim que voltarmos ao laboratório, vamos desenvolver sensores para outros compostos. Estamos trabalhando para ajustá-los para uma série de outros compostos. "